專利名稱：一種礦用本安大功率led驅動電源的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種LED燈驅動電源，尤其是一種礦用本安大功率LED驅動電源。
背景技術：
煤礦照明對燈具的防爆照明有較高的要求保證良好的照明水平，同時還要考慮工作環(huán)境的安全防爆。礦山巷道至今仍使用白熾燈作為主要光源，存在照度低，壽命短等諸多缺點；照明系統(tǒng)不能滿足作業(yè)現場照明以及突發(fā)事故的應急照明需要；許多礦井使用舊式礦燈，笨重不易攜帶，且工作時間較短。而LED燈具具有使用壽命長、綠色照明、光效高， 安全可靠、節(jié)電顯著等優(yōu)點，因此LED燈具成為礦用照明的更好的選擇。目前LED驅動電源都是針對地面上使用的，功率較高，在煤礦井下容易引起爆炸，因此不適用于礦井，另外由于LED驅動電源是恒流型驅動，目前本安電源都是輸出為恒壓型的，不適合LED驅動使用。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是要提供一種礦用本安大功率LED驅動電源，解決目前LED驅動電源都是針對地面上使用的且功率較高，在煤礦井下容易引起爆炸的問題。本發(fā)明是這樣實現的本安大功率LED驅動電源包括高頻反激變換器、整流電路、 輸出濾波電路、反饋電路、PWM控制器，高頻反激變換器的輸出端與整流電路連接，整流電路的輸出端與輸出濾波電路連接，輸出濾波電路的輸出端為電路輸出端，同時與反饋電路的輸入端連接，反饋電路通過PWM控制器與高頻反激變換器連接。該驅動電源的控制方法及器件的取值方法
控制方法為實現恒流輸出，整流電路采用二極管進行整流；高頻反激變換器中變壓器具有電感的作用，輸出濾波電路只采用電容；反饋電路采用穩(wěn)壓管配合光耦作為參考、隔離、取樣，利用檢測電阻將輸出反饋到穩(wěn)壓管，再通過光耦將輸入輸出進行隔離，光耦內置三極管的集電極端接到誤差放大器的2腳；PWM控制器采用高性能單端輸出式電流控制型脈寬調制型芯片誤差放大器，與內部放大器同相輸入端的基準電壓進行比較，產生控制電壓，控制脈沖的寬度，實現輸出恒定。器件取值方法最大輸出紋波電流取得極小值得到電感的設計下限值
YiV- 2
- (!)
式中f :占空比；1 :最大輸入電壓；:最小負載電阻；/ :頻率；Ie :輸出
電流
以滿足輸出紋波電流指標要求得到電容的設計下限值式中:最小輸入電壓；1IPje :最大輸出紋波電流；其余參數同上。如果本質安全開關變換器的最大輸出短路釋放能量為》，從能量等效的角度可得變換器的輸出短路等效電容為
,,IWmsi 2Β^
— ~ρ~ —
wOΛο jC
如果考慮到安全系數K (一個故障，安全系數為I. 5)，則對于輸出電壓為Fe的變換器， 在最小點燃電壓曲線上查得K ；對應的電容為則變換器滿足輸出本質安全的判據為
C-<CB
因此以滿足輸出本質安全要求得到電容的設計上限值 c _c L2[
Μ s d2 2^/( ^+^)()
式中.Cb :在最小點燃電壓曲線上查得KFe對應的電容 '置一:最大負載電阻'L2 次級電感；其余參數同上。有益效果改變負載或輸入電壓輸出電流總能保持恒定且當輸出發(fā)生短路時釋放的能量在氣體最小點燃能量值以下，避免了爆炸的發(fā)生，實現了本發(fā)明的目的。本發(fā)明與現有技術相比，結構簡單、節(jié)能環(huán)保、使用壽命長、攜帶方便，適用于煤礦、石化等危險場所。


圖I是本發(fā)明的結構圖。圖2是本發(fā)明的主拓撲結構圖。圖3是本發(fā)明的控制芯片電路結構圖。圖4是本發(fā)明的電路結構圖。圖I中，U1、高頻反激變換器；U2、整流電路；U3、輸出濾波電路；U4、反饋電路；U5、 PWM控制器。
具體實施例方式下面結合附圖中的實施例對本發(fā)明作進一步的描述
實施例I :本安大功率LED驅動電源包括高頻反激變換器U1、整流電路U2、輸出濾波電路U3、反饋電路U4、PWM控制器U5，高頻反激變換器Ul的輸出端與整流電路U2連接，整流電路U2的輸出端與輸出濾波電路U3連接，輸出濾波電路U3的輸出端為電路輸出端，同時與反饋電路U4的輸入端連接，反饋電路U4通過PWM控制器U5與，高頻反激變換器Ul連接。該驅動電源的控制方法及器件的取值方法
控制方法為實現恒流輸出，整流電路采用二極管進行整流；高頻反激變換器中變壓器具有電感的作用，輸出濾波電路只采用電容；反饋電路采用穩(wěn)壓管TL431配合光耦PC817A作為參考、隔離、取樣，利用檢測電阻將輸出反饋到穩(wěn)壓管，再通過光耦將輸入輸出 進行隔離，光耦內置三極管的集電極端接到誤差放大器UC3842的2腳；PWM控制器采用高 性能單端輸出式電流控制型脈寬調制型芯片誤差放大器UC3842，與內部放大器同相輸入端 的基準電壓進行比較，產生控制電壓，控制脈沖的寬度，實現輸出恒定。器件取值方法最大輸出紋波電流取得極小值得到電感的設計下限值
L2mm=-^^--(1)
式中占空比；f^ra:最大輸入電壓；昊―最小負載電阻；/ 頻率輸出
電流
以滿足輸出紋波電流指標要求得到電容的設計下限值
權利要求
1.一種礦用本安大功率LED驅動電源，其特征是本安大功率LED驅動電源包括高頻反激變換器、整流電路、輸出濾波電路、反饋電路、PWM控制器，高頻反激變換器的輸出端與整流電路連接，整流電路的輸出端與輸出濾波電路連接，輸出濾波電路的輸出端為電路輸出端，同時與反饋電路的輸入端連接，反饋電路通過PWM控制器與高頻反激變換器連接。
2.根據權利要求I所述的一種礦用本安大功率LED驅動電源，其特征是該驅動電源的控制方法及器件的取值方法控制方法為實現恒流輸出，整流電路采用二極管進行整流；高頻反激變換器中變壓器具有電感的作用，輸出濾波電路只采用電容；反饋電路采用穩(wěn)壓管配合光耦作為參考、隔離、取樣，利用檢測電阻將輸出反饋到穩(wěn)壓管，再通過光耦將輸入輸出進行隔離，光耦內置三極管的集電極端接到誤差放大器的2腳；PWM控制器采用高性能單端輸出式電流控制型脈寬調制型芯片誤差放大器，與內部放大器同相輸入端的基準電壓進行比較，產生控制電壓，控制脈沖的寬度，實現輸出恒定；器件取值方法最大輸出紋波電流取得極小值得到電感的設計下限值
全文摘要
一種礦用本安大功率LED驅動電源，屬于LED燈驅動電源。本安大功率LED驅動電源包括高頻反激變換器、整流電路、輸出濾波電路、反饋電路、PWM控制器，高頻反激變換器的輸出端與整流電路連接，整流電路的輸出端與輸出濾波電路連接，輸出濾波電路的輸出端為電路輸出端，同時與反饋電路的輸入端連接，反饋電路通過PWM控制器與高頻反激變換器連接。本發(fā)明與現有技術相比，改變負載或輸入電壓輸出電流總能保持恒定且當輸出發(fā)生短路時釋放的能量在氣體最小點燃能量值以下，避免了爆炸的發(fā)生，結構簡單、節(jié)能環(huán)保、使用壽命長、攜帶方便，適用于煤礦、石化等危險場所。
文檔編號H05B37/02GK102595700SQ20121000204
公開日2012年7月18日 申請日期2012年1月6日 優(yōu)先權日2012年1月6日
發(fā)明者于月森, 伍小杰, 周娟, 張望, 戚文燕, 戴鵬, 李世光, 謝冬瑩 申請人:中國礦業(yè)大學